建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含鋼量的控制問(wèn)題解析

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含鋼量的控制問(wèn)題解析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含鋼量的控制問(wèn)題解析摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)炙手可 熱，競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。大量的經(jīng)驗(yàn)表明，一般土建造價(jià)占建筑總造 價(jià)的七成左右，而鋼筋混凝土用量是最重要的部分， 因此控制建筑結(jié) 構(gòu)含鋼量成了房地產(chǎn)商控制成本最有效的手段之一，有些房地產(chǎn)商甚 至把建筑含鋼量要求寫入設(shè)計(jì)合同。本文首先介紹了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含 鋼量的因素，然后分析如何控制含鋼量關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，含鋼量，因素，控制。 中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào):一、影響含鋼量的因素及控制措施1建筑結(jié)構(gòu)布置影響結(jié)構(gòu)含鋼量的因素首先是建

2、筑物的體型，包括建筑物的開 間、進(jìn)深、層高，平面形狀的凹凸、豎向立面的縮進(jìn)、懸挑等等。建 筑布置的任何平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則都將導(dǎo)致含鋼量的增加。有些結(jié)構(gòu)工程師往往過(guò)于遷就建筑專業(yè)，不對(duì)某些無(wú)必要的不規(guī)則情況提 出意見，造成結(jié)構(gòu)平面或豎向嚴(yán)重不規(guī)則， 將一個(gè)本來(lái)可以不超限的 高層做成超限高層，大大增加了結(jié)構(gòu)含鋼量，造成了浪費(fèi)。這就要求 結(jié)構(gòu)工程師提前介入建筑方案的討論，使最終的建筑方案盡可能簡(jiǎn) 單、規(guī)則。在確定建筑物的體型后，就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置。2結(jié)構(gòu)計(jì)算模型荷載取值荷載取值的大小直接影響結(jié)構(gòu)含鋼量是否合理， 過(guò)小的荷載會(huì)導(dǎo) 致結(jié)構(gòu)的不安全，過(guò)大的荷載則造成浪費(fèi)。設(shè)計(jì)工作中應(yīng)盡量選用輕

3、 質(zhì)墻體材料，根據(jù)建筑墻身做法詳細(xì)計(jì)算荷載，門窗荷載應(yīng)折去。活 載應(yīng)根據(jù)具體建筑功能嚴(yán)格按 GB 50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （2006版）（以下簡(jiǎn)稱荷載規(guī)范）取值。非固定隔墻的荷載應(yīng) 折入樓面活載。對(duì)于荷載規(guī)范4. 1. 2條可以折減的項(xiàng)目，應(yīng)予 以折減。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該對(duì)各種結(jié)構(gòu)形式的單位面積質(zhì)量有一定了解。3結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的選擇目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件有很多，每個(gè)計(jì)算軟件都有大量參數(shù)需要 結(jié)構(gòu)工程師設(shè)置，這些參數(shù)都會(huì)影響結(jié)構(gòu)含鋼量，必須了解其意義及 對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。1）計(jì)算振型個(gè)數(shù)。該值若取值太小不能正確反映模型應(yīng)當(dāng)考慮的振型數(shù)量，使計(jì)算結(jié)果失真；取值太大，不僅浪費(fèi)時(shí)間，還能使計(jì) 算

4、結(jié)果畸變。振型個(gè)數(shù)一般取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90%所需的振型數(shù)即可。2）結(jié)構(gòu)基本周期。結(jié)構(gòu)基本周期是計(jì)算風(fēng)荷載的重要指標(biāo)。該參數(shù)對(duì)于以風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑的含鋼量有一定的影響。設(shè)計(jì)人員可以先保留軟件的默認(rèn)值，待計(jì)算后從周期計(jì)算結(jié)果中提取該 值，填入“結(jié)構(gòu)基本周期”選項(xiàng)中，再次計(jì)算得出各結(jié)果。3）中梁剛度放大系數(shù)。一般結(jié)構(gòu)計(jì)算中，中梁剛度放大系數(shù)取 1. 52之間的某一數(shù)值，為的是考慮樓板對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度貢獻(xiàn)， 此時(shí)計(jì)算出來(lái)的梁的內(nèi)力和配筋都會(huì)有所提高。 故該數(shù)值應(yīng)該按實(shí)際 情況取值，人為的增加剛度而引起含鋼量增加是不必要的。4結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)的控制1）周期比。周期比是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指

5、標(biāo)。它的目的 是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、 更合理，使結(jié)構(gòu)不致出現(xiàn)過(guò)大的 扭轉(zhuǎn)。高規(guī)第4. 3 . 5條：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 Tt 與平動(dòng)為主的第一自振周期 T1之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0. 9 , B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng) 大于0. 85。設(shè)計(jì)軟件一般不直接給出結(jié)構(gòu)的周期比，需要結(jié)構(gòu)工 程師根據(jù)計(jì)算書中的周期值自行判定第一扭轉(zhuǎn)和第一平動(dòng)周期。當(dāng)周期比不滿足高規(guī)第4. 3 . 5條時(shí)，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置調(diào)整，具 體可以增加周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度， 減小中間結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，以增加 結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度。2）位移比。位移比是控制結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性的重要指標(biāo)。高規(guī)

6、第4. 3 . 5條給出了相應(yīng)的規(guī)定。該值如果超過(guò)了 1. 2，說(shuō)明結(jié) 構(gòu)豎向構(gòu)件布置的不均勻，剛心和質(zhì)心不重合，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生內(nèi)力，導(dǎo)致豎向構(gòu)件和框架梁的配筋都增大。 此時(shí)，需調(diào)整豎向構(gòu)件布置使 其剛心和質(zhì)心相重合，以減小結(jié)構(gòu)平面的扭轉(zhuǎn)。此外，根據(jù)新抗規(guī) 第3. 4 . 13 . 4 . 3條及其條文說(shuō)明的內(nèi)容，位移比1. 2 1.4時(shí)，為一般不規(guī)則情況；位移比大于1. 4時(shí)，為特別不規(guī) 則情況。位移比是判別該建筑是否為超限高層的重要指標(biāo)，對(duì)含鋼量影響很大。3）剛"度比。剛度比是控制豎向不規(guī)則的重要指標(biāo)，同時(shí)也是判 別該建筑是否為超限高層的重要指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)上下層

7、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度進(jìn)行調(diào)整， 以達(dá)到減少內(nèi)力、控制含鋼量的 目的。4）層間受剪承載力之比。層間受剪承載力之比也是控制結(jié)構(gòu)豎 向不規(guī)則的重要指標(biāo)。5）配筋率。配筋率影響結(jié)構(gòu)含鋼量的大小。結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果不超 筋，并不表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件現(xiàn)有的截面合理， 結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)根據(jù)配筋率進(jìn) 行構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)。梁縱向受拉鋼筋的經(jīng)濟(jì)、合理的配筋率宜在0. 6% 1. 5%范圍內(nèi)，若超過(guò)這一范圍，宜加大或減小梁截面。5施工圖繪制因?yàn)椴煌Y(jié)構(gòu)工程師的經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣、對(duì)規(guī)范的理解和計(jì)算程序結(jié) 果的理解程度不同，導(dǎo)致同樣的計(jì)算結(jié)果，最后繪制出來(lái)的施工圖的 鋼筋含量差異很大。比如，每個(gè)設(shè)計(jì)人員在繪制梁圖中都會(huì)采取同類 歸并，用較大的配筋構(gòu)件去

8、包絡(luò)較小的配筋同截面構(gòu)件， 但有時(shí)候因 為受力不同，兩根跨度、截面相同的梁，配筋差異會(huì)很大，這時(shí)候歸 并為同一種配筋就顯得很不經(jīng)濟(jì)了。 再如，部分設(shè)計(jì)人員習(xí)慣將非框 架梁的上部鋼筋設(shè)置為 22或25的通長(zhǎng)筋，這種做法對(duì)非框架 梁和三級(jí)或四級(jí)框架梁來(lái)說(shuō)沒(méi)有必要。按新抗規(guī)第6. 3 . 4條, 可以將梁的上部鋼筋在跨度中間1 /3區(qū)段采用較小直徑鋼筋搭接， 這種方法也可降低含鋼量。又如，設(shè)計(jì)人員在繪制施工圖中或多或少 都會(huì)增大結(jié)構(gòu)計(jì)算配筋的結(jié)果。有的設(shè)計(jì)人員加大梁上部支座鋼筋， 認(rèn)為鋼筋加大，結(jié)構(gòu)就更安全。其實(shí)這樣增加鋼筋，反而起到了相反 的作用，增加了梁端的剛度，而沒(méi)有增加柱端剛度，是結(jié)構(gòu)在遭遇

9、地 震作用時(shí)，柱端先于梁端出現(xiàn)破壞，違背了 “強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。又如，關(guān)于框架柱、剪力墻邊緣構(gòu)件的最小配箍率計(jì)算，規(guī)范沒(méi)有明 確對(duì)于復(fù)合箍是否要扣除重疊部分的箍筋。 一般設(shè)計(jì)人員就按最保守 的考慮，即按扣除重疊部分箍筋計(jì)算配箍率，這樣箍筋用量就會(huì)增加， 還會(huì)造成因箍筋太密而影響混凝土的施工質(zhì)量。 有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員會(huì) 適當(dāng)考慮一些重疊部分的箍筋，這樣既節(jié)省了工程造價(jià)，又方便了施 工。現(xiàn)在市場(chǎng)上鋼筋種類很多，選擇不同的鋼筋對(duì)含鋼量影響很大。 新版GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼筋種類做出了較大調(diào) 整，增加了 HRB335 HRB500等高強(qiáng)度鋼筋，剔除了原 HPB235鋼筋。 總的來(lái)說(shuō)是提高了鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)， 并提倡采用高強(qiáng)度鋼筋，以達(dá)到 增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全儲(chǔ)備和節(jié)省資源的目的。比如HRB400級(jí)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為HRB335級(jí)鋼筋的1. 2倍，而市場(chǎng)價(jià)格HRB400級(jí)鋼筋 是HRB335級(jí)鋼筋的1.05倍，采用HRB400級(jí)鋼筋比采用HRB335級(jí) 鋼筋理論上可以節(jié)約造價(jià)的10噓右。采用高強(qiáng)度鋼筋，可以充分利 用鋼筋的高強(qiáng)度，大大降低用鋼量，對(duì)鋼筋加工、綁扎、施工周期都 有很大的益處。二、結(jié)語(yǔ)在國(guó)家大力提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的今天，含鋼量已經(jīng)成為房地產(chǎn) 商衡量一個(gè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，不少結(jié)構(gòu)工程師也越來(lái) 越重視含鋼量的控制。但含鋼量并不是越小越好，節(jié)省含鋼量